KR100864668B1 - 반도체 제조장치 및 그 가열유닛 - Google Patents

반도체 제조장치 및 그 가열유닛 Download PDF

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Abstract

본 발명의 반도체 제조장치는, 처리챔버(11), 처리챔버(11)에 대하여 웨이퍼를 출입시키는 반송통로(12), 처리챔버(11) 내의 처리가스를 배출하는 배기통로(13) 및 배기라인(40, 40') 등을 구비하여, 처리챔버(11), 반송통로(12), 배기통로(13) 및 배기관(410, 420)의 내벽면(11a, 11b, 12a, 13a, 410a, 420a)을 가열할 수 있도록, 반판형의 저항발열체를 한 쌍의 금속판에 끼워넣어 덮음과 함께 내벽면을 내측으로부터 덮도록 형성된 평면형상의 가열유닛(50, 60, 70, 80, 170, 270)을 가진다. 이에 의해, 처리가스에 노출되는 벽면의 가열효율이 높아지고, 부생성물 등의 부착을 방지할 수 있고, 또한, 저항발열체의 열화도 방지할 수 있다.
처리챔버, 반송통로, 배기통로, 배기관, 가열유닛, 저항발열체, 링크플레이트, 컨넥터, 플랜지, 클램프블록

Description

반도체 제조장치 및 그 가열유닛{Semiconductor Manufacturing Device And Its Heating Unit}
본 발명은 CVD장치, 에칭장치 등의 반도체 제조장치 및 그 가열유닛에 관한 것이며, 특히, 처리챔버, 웨이퍼의 반송통로, 배기관 등의 내벽면이 가열되는 반도체 제조장치 및 그 가열유닛에 관한 것이다.
CVD장치, 에칭장치 등의 반도체 제조장치에서는, 처리챔버 내에 웨이퍼를 배치하고, 고온분위기하에서 진공화하면서, 소망의 성막처리, 에칭 처리 등이 행해진다. 이 처리시에, 내부 공간을 흐르는 처리가스나 반응 부생성물 등은, 도 1에 도시하는 바와 같이, 그 장소의 압력과 온도와의 관계(승화곡선)에 의해, 기체와 고체의 2가지 상을 승화변화하고, 특히, 기체로부터 고체로 변화한 경우, 퇴적물로서 내벽면에 부착하고 만다.
따라서, 불필요한 부생성물 등이 내벽면에 부착하지 않도록 하여, 웨이퍼에 대하여 소망의 성막처리 혹은 에칭처리 등이 균일하게 시행되도록 하기 위해, 처리챔버 혹은 통로의 벽면온도를 관리할 필요가 있다.
이에 대처하는 종래의 방법으로서는 처리챔버를 한정하는 내벽면의 외측영역에서, 전열매체인 서모시멘트 등과 함께 카트리지식의 히터를 장전한 것이 알려져 있다 (예를 들면, 일본특허공개 2003-27240 호 공보).
그러나, 카트리지식의 히터를 처리챔버의 외측에 배치하는 방법에서는, 히터는 처리챔버의 외측에 국소적으로 배치되고, 그 외에도 히터로부터 처리챔버의 벽면까지의 거리는 장소에 의해 상이하므로, 내벽면을 균일하게 가열할 수가 없다. 또한, 히터와 벽면의 사이에는 서모시멘트 등의 전열매체가 개재하지만, 직접가열하는 경우에 비하여 열효율이 낮고, 히터의 가열로 소정온도에 도달하기 까지의 승온시간도 오래 걸리고, 가동시간의 저하를 초래했었다. 더우기, 내벽면에 부착한 부생성물 등을 제거하기 위해서, 정기적으로 크리닝처리를 시행하고 있는 실정이다.
또한, 처리챔버의 하류측에 연결된 배기관 등에서는, 부생성물 등이 관로내의 내벽면에 부착하는 것을 억제 내지는 국부적으로 부착시키기 위해, 배기관의 일부를 외측으로부터 히터로 가열하는 방법이 알려져 있다 (예를 들면, 일본 특허공개 2003-37070 호 공보, 일본 특허공개 헤이 8-78300 호 공보).
그러나, 배기관의 외측에 히터를 설치하는 방법에서는 열에너지의 일부는 배기관의 외측을 향하여 방사되기 때문에, 배기가스 등이 접촉하는 배기관의 내벽면을 소정 온도로 가열하기 때문에 에너지 효율이 나쁘고, 소비전력의 증가를 초래하였다.
또한, 다른 방법으로는 배기관 등의 배관의 내벽에 히터를 지그재그로 배설하고, 히터의 리드선을 배관의 중간부에 설치한 포트로부터 외부로 인출하고, 이 리드선을 거쳐서 히터로 전력을 공급하는 것으로, 배관의 내측을 원주 전체를 가열 하도록 한 것이 알려져 있다 (예를 들면, 일본 특허공개 헤이 11-108283 호 공보)
그러나, 이 방법에서는 리드선의 포트가 배관의 중간부에 위치하고 있으므로, 히터를 부착할 때에 리드선을 포트로 통과시키는 것이 곤란하여, 작업성이 나쁘다는 문제가 있었다.
또한, 히터가 배관내에서 노출된 상태로 배설되어 있기 때문에, 배관내를 흐르는 가스나 화학반응을 일으킨 화학반응물질과 반응하여 소모하고, 특히, 배관내의 퇴적물을 제거하기 위해 정기적으로 흐르는 NF3, ClF3 등의 크리닝가스가 히터의 소모를 조장하여 수명을 단축시킨다는 문제가 있었다.
또한, 지그재그 배치의 히터로 배관을 원주 전체에 걸쳐 가열한다고 해도, 히터의 근방이 국부적으로 가열되는 것뿐이므로 가열온도에 불균일이 생기고, 열이 전달되기 어려운 영역에서 부생성물이 승화하여 퇴적하기 쉽다는 문제도 있었다.
본 발명은 상기의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 것은 반도체 제조장치 등에서, 처리가스 등에 노출되는 통로 또는 처리챔버 등의 내벽면에 부생성물 등이 부착하는 것을 최대한 방지하여, 처리되는 웨이퍼의 수율의 향상, 가동시간의 증대, 에너지 효율의 향상에 따른 소비전력의 절감 등을 도모하는 반도체 제조장치 및 그 가열유닛을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 제조장치는 소정의 처리를 시행하는 처리챔버; 처리챔버 내에 처리가스를 공급하는 공급통로; 처리챔버에 대하여 웨이퍼를 출입시키는 반송통로; 처리챔버내의 처리가스를 배출하는 배기통로; 공급통로, 반송통로, 처리챔버, 및 배기통로의 적어도 하나의 내벽면을 가열할 수 있도록 박판형의 저항발열체를 한 쌍의 금속판 사이에 끼워넣어 덮음과 함께 내벽면을 내측으로부터 덮도록 형성된 평면형상의 가열유닛을 가진다.
이 구성에 따르면, 평면형상의 가열유닛을 내벽면에 인접하여 배치하고 처리가스에 노출되는 벽면을 한정함으로써, 처리가스에 노출되는 벽면이 직접 가열되어, 가열효율 및 에너지 효율이 향상되고, 승온시간을 단축할 수 있고, 소비전력을 절감할 수 있고, 가동효율을 향상시킬 수 있고, 부생성물 등의 부착을 방지 내지 최대한 억제할 수 있다. 또한, 가열유닛의 저항발열체가 한 쌍의 금속판 사이에 끼워져 덮혀 있기 때문에, 처리가스에 직접 노출되지 않아, 그 열화, 소모 등을 방지할 수 있고, 소기의 발열특성을 유지할 수 있다.
이에 의해, 반도체 제조장치로 처리되는 웨이퍼의 수율의 향상, 가동시간의 증대, 소비전력의 절감 등을 달성할 수 있다.
상기 구성에서, 가열유닛은 내벽면에 인접하여 배치되는 가열본체부, 가열본체부와 일체적으로 플랜지형상으로 또는 연장하여 형성된 부착부, 저항발열체에 전기를 통하게 하기 위한 배선 및 저항발열체의 온도를 검출하는 온도센서의 배선을 인출할 수 있도록 부착부에 설치된 컨넥터를 가지는 구성을 채용할 수 있다.
이 구성에 따르면, 가열유닛을 소정의 가열영역(내벽면)에 부착하는 경우에 가열본체부를 내벽면의 내측에 따르게 함과 함께 플랜지형상으로 또는 연장하여 형성된 부착부를 소정의 부착위치에 고정하는 것으로, 간단히 부착작업을 행할 수 있다. 또한, 컨넥터가 가열유닛의 부착부와 일체로 되어 있기 때문에, 취급이 용이함과 함께, 장치가 외부에 노출된 상태로 할 수 있고, 진공분위기 내에서의 접속 등의 번거로움으로부터 해방되어, 부착후에 배선의 접속작업 등을 용이하게 행할 수가 있다.
상기 구성에 있어서, 배기통로를 한정하는 배관은 착탈이 자유롭게 형성되고 또한 서로 연결되는 복수의 배관으로 이루어지고, 복수의 배관은 접속단부에서, 직경방향 외측으로 돌출함과 함께 서로 대향하는 차양형상의 플랜지부를 가지고, 가열유닛의 부착부는 씰(seal)부재를 거쳐 인접하는 플랜지부에 끼워져 지지되는 구성을 채용할 수가 있다.
이 구성에 따르면, 각각의 배관내에 가열유닛의 가열본체부를 삽입하고, 인접하는 배관의 플랜지부 상호간에, 씰부재를 거쳐 가열유닛의 부착부를 끼워넣어 인접하는 배관들을 상호 연결함으로써, 가열유닛을 배관에 부착할 수 있고, 또한, 역의 수순에 의해 용이하게 분리할 수가 있다.
상기 구성에서, 복수의 배관의 플랜지부들을 서로 연결하기 위한 클램프기구를 가지고, 이 클램프기구는 플랜지부들을 서로 근접시키는 방향으로 누르도록 받아들이는 약 V자형의 단면을 이루는 홈을 가지는 복수의 클램프블록과, 복수의 클램프블록을 연결하는 복수의 링크플레이트와, 인접하는 2개의 클램프블록을 체결하는 체결부재를 가지는 구성을 채용할 수 있다.
이 구성에 따르면, 클램프기구가 체인형상으로 형성되어 있기 때문에, 배관의 플랜지부에 클램프블록을 감아서, 체결부재로 체결함으로써 가열유닛을 장착한 배관들을 서로 용이하게 연결할 수가 있고, 또한, 그 연결을 해제할 수 있다.
상기 구성에 있어서, 복수의 링크플레이트는 클램프블록의 일측부들을 서로 연결하는 복수의 제 1 링크플레이트와 클램프블록의 타측부들을 서로 연결하는 복수의 제 2 링크플레이트를 포함하며, 제 1 링크플레이트 또는 제 2 링크플레이트중 적어도 하나의 링크플레이트는 클램프블록에 대하여 고정 및 이탈이 자유롭게 형성되어 있는 구성을 채용할 수 있다.
이 구성에 따르면, 가열유닛의 부착부(또는 컨넥터)에 배선이 접속되어 있는 경우에 이탈가능한 링크플레이트를 미리 이탈시킨 상태로 배선을 통과하여, 그 후 링크플레이트를 클램프블록에 고정시키도록 함으로써, 배선이 접속된 상태에서도 용이하게 가열유닛을 조립할 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하는 본 발명에 관한 반도체 제조장치의 가열유닛은 소정의 처리를 실시하는 처리챔버, 처리챔버에 대하여 웨이퍼를 출입하는 반송통로, 및 처리챔버 내의 처리가스를 배출하는 배기통로의 어느 것의 내벽면을 가열하는 반도체 제조장치의 가열유닛이며, 박판형의 저항발열체와 저항발열체를 끼워넣어 덮음과 함께 내벽면을 내측으로부터 평면형상으로 덮도록 또한 처리챔버 또는 통로를 한정하도록 형성된 한 쌍의 금속판을 가진다.
이 구성에 따르면, 가열유닛을 내벽면에 인접시켜 평면형상으로 배치하여 처리가스에 노출되는 벽면을 한정함으로써, 처리가스에 노출되는 벽면이 직접 가열되어, 가열효율 및 에너지 효율이 향상되고, 승온시간을 단축할 수 있고, 소비전력을 절감할 수 있으며, 가동효율을 향상시킬 수 있고, 부생성물 등의 부착을 방지 내지 최소한으로 억제할 수 있다. 또한, 평면형상을 이루는 가열유닛의 저항발열체는 한 쌍의 금속판에 끼워져 덮혀져 있기 때문에, 처리가스에 직접 노출되지 않으므로, 그 열화, 소모 등을 방지할 수 있고, 소기의 발열특성을 장기에 걸쳐 유지할 수 있다.
상기 구성에 있어서, 가열유닛은 내벽면에 인접하여 배치되는 가열본체부, 가열본체부와 일체적으로 플랜지형상으로 또는 연장하여 형성된 부착부, 저항발열체에 전기를 통하기 위한 배선 및 저항발열체의 온도를 검출하는 온도센서의 배선을 인출할 수 있도록 부착부에 설치된 컨넥터를 가지는 구성을 채용할 수 있다.
이 구성에 따르면, 가열유닛을 소정의 가열영역(내벽면)에 부착하는 경우에, 가열본체부를 내벽면의 내측에 따르도록 함과 함께 플랜지형상으로 또는 연장하여 형성된 부착부를 소정의 부착위치에 고정함으로써, 간단히 부착작업을 행할 수 있다. 또한, 컨넥터가 가열유닛의 부착부와 일체로 되어 있기 때문에, 취급이 용이함과 함께 장치의 외부에 노출된 상태로 할 수 있고, 진공분위기내에서의 접속 등의 번거로움으로부터 해방되어 부착후에 배선의 접속작업 등을 용이하게 행할 수 있다.
상기 구성에서, 가열유닛은 처리챔버의 내벽면에 인접하여 배치되는 챔버가열유닛을 포함하며, 챔버가열유닛은 처리챔버의 측벽면에 인접하여 배치되는 통형상의 가열본체부 및 그 단부에 플랜지형상으로 설치된 부착부와 처리챔버의 저벽면에 대향하여 배치되는 원판형의 가열본체부 및 그 하면으로 연장하여 설치된 부착부를 포함하는 구성을 채용할 수 있다.
이 구성에 따르면, 처리챔버의 내벽면(측벽면 및 저벽면)이 전부 평면형상의 가열유닛으로 덮혀지기 때문에, 효율 좋게 가열하여 부생성물 등의 부착을 방지 내지 최소한으로 억제할 수 있는 것은 물론이고, 챔버가열유닛을 부착할 때에, 원판형의 가열본체부를 처리챔버내에 삽입하여 그 연장된 부착부를 장치의 하측으로부터 돌출시켜, 원통형의 가열본체부를 처리챔버 내에 삽입하고 그 플랜지형상의 부착부를 장치의 상단부에 올려놓기만 하면 되므로, 그 착탈작업을 용이하게 행할 수 있다.
상기 구성에 있어서, 가열유닛은 처리챔버의 내벽면에 인접하여 배치되는 챔버가열유닛을 포함하며, 이 챔버가열유닛은 저벽을 가지는 통형상의 가열본체부와 가열본체부의 개구단부에 플랜지형상으로 설치된 부착부를 포함하는 구성을 채용할 수 있다.
이 구성에 따르면, 처리챔버의 내벽면을 효율좋게 가열하여 부생성물 등의 부착을 방지 내지 최소한으로 억제할 수 있는 것은 물론이며, 챔버가열유닛을 부착할 때, 바닥을 가진 원통형의 가열본체부를 처리챔버 내에 삽입하고, 그 플랜지형의 부착부를 장치의 상단부에 올려놓는 것만으로, 처리챔버의 내벽면(측벽면 및 저벽면)이 모두 평면형상의 가열유닛으로 덮히기 때문에, 그 착탈작업을 용이하게 행할 수 있고, 또한, 원통형의 가열본체부와 원판형의 가열본체부를 일체화한 것에 의해, 부품수를 삭감할 수 있다.
상기 구성에 있어서, 가열유닛은 반송통로의 내벽면에 인접하여 배치되는 반송통로가열유닛을 포함하며, 반송통로가열유닛은 약 사각형 단면을 이루는 통형상의 가열본체부와, 이 가열본체부에 플랜지형상으로 설치된 부착부를 포함하는 구성을 채용할 수 있다.
이 구성에 따르면, 반송통로의 내벽면을 효율좋게 가열하여 부생성물 등의 부착을 방지 내지 최소한으로 억제할 수 있는 것은 물론이며, 반송통로가열유닛을 부착할 때, 통형상의 가열본체부를 반송통로 내로 삽입하고, 그 플랜지형상의 부착부를 장치의 외벽면에 접합시킴으로써, 그 착탈작업을 용이하게 행할 수 있다.
상기 구성에 있어서, 가열유닛은 배기통로의 내벽면에 인접하여 배치되는 배기통로가열유닛을 포함하며, 이 배기통로가열유닛은 통형상의 가열본체부와 가열본체부에 플랜지형상으로 설치된 부착부를 포함하는 구성을 채용할 수 있다.
이 구성에 따르면, 배기통로의 내벽면을 효율좋게 가열하여 부생성물 등의 부착을 방지 내지 최소한으로 억제할 수 있는 것은 물론이며, 배기통로가열유닛을 부착할 때 통형상의 가열본체부를 배기통로내에 삽입하여, 그 플랜지형상의 부착부를 배관의 단부에 접합시킴으로써, 그 착탈작업을 용이하게 행할 수 있다.
상기 구성에 있어서, 가열유닛은 만곡한 배기통로의 내벽면에 인접하여 배치되는 배기통로가열유닛을 포함하고, 배기통로가열유닛은 만곡한 통형상의 가열본체부와 가열본체부에 플랜지형상으로 설치된 부착부를 포함하며, 가열본체부는 만곡한 배기통로의 내측영역보다도 외측영역에 대하여 발열량이 많아지도록 형성되어 있는 구성을 채용할 수 있다.
이 구성에 따르면, 만곡한 배기통로에서는, 외측영역측이 내측영역보다도 부생성물이 퇴적하기 쉽기 때문에, 이 영역에서의 부생성물의 퇴적 및 그 성장을 효과적으로 방지할 수 있다.
상기 구성에 있어서, 가열유닛은 내벽면과의 사이에 단열용의 간극을 설치하여 배치되어 있는 구성을 채용할 수 있다.
이 구성에 따르면, 가열유닛(가열본체부)과 내벽면과의 사이에 기체상이 형성되기 때문에, 이 기체상에 의해 단열효과가 높아지고, 처리가스에 노출되는 벽면의 가열효율을 더욱 높일 수 있다.
상기 구성에 있어서, 한 쌍의 금속판은 스텐레스강, 티탄, 알루미늄합금, 니켈코발트합금 중의 어느 것의 재료에 의해 형성되고, 저항발열체는 폴리이미드히터, 실리콘러버히터, 마이카히터, 시즈히터의 어느 것에 의해 형성되어 있는 구성을 채용할 수 있다.
이 구성에 따르면, 내부식성, 고열전도율을 확보하면서, 가열유닛을 비교적 가공이 쉬운 박판형(평면형상)으로 마무리할 수 있으므로, 처리챔버의 벽면이나 통로의 벽면 등의 형상에 대응시켜 용이하게 형성할 수 있다.
도 1은 반응부생성물의 승화곡선을 도시하는 그래프이다.
도 2는 본 발명에 관한 가열유닛을 부착하는 반도체 제조장치를 도시하는 외관사시도이다.
도 3은 본 발명의 가열유닛을 부착한 반도체 제조장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 관한 챔버가열유닛의 외관사시도이다.
도 5는 도 4에 도시하는 챔버가열유닛의 단면도이다.
도 6은 본 발명에 관한 가열유닛의 일부를 이루는 저항발열체를 도시하는 구조도이다.
도 7은 본 발명에 관한 챔버가열유닛의 외관사시도이다.
도 8은 도 7에 도시하는 챔버가열유닛의 단면도이다.
도 9는 본 발명에 관한 챔버가열유닛의 다른 실시형태를 도시하는 단면도이다.
도 10은 본 발명에 관한 배기통로가열유닛의 외관사시도이다.
도 11은 도 10에 도시하는 배기통로가열유닛의 단면도이다.
도 12는 본 발명에 관한 반송통로가열유닛의 외관사시도이다.
도 13은 도 12에 도시하는 반송통로가열유닛의 단면도이다.
도 14는 본 발명에 관한 배기통로가열유닛을 배기관에 부착한 다른 실시형태를 도시하는 단면도이다.
도 15는 도 14에 도시하는 배기통로가열유닛의 일부를 확대한 확대단면도이다.
도 16은 배기통로가열유닛을 장착한 상태로 배기관들을 연결하는 클램프기구를 도시하는 구성도이다.
도 17은 본 발명에 관한 배기통로가열유닛의 다른 실시형태를 도시하는 외관사시도이다.
도 18은 도 17에 도시하는 배기통로가열유닛의 단면도이다.
도 19A는 도 17에 도시하는 배기통로가열유닛의 일부를 이루는 아웃터쉘 및 플랜지의 반단면도, 도 19B는 도 17에 도시하는 배기통로가열유닛의 일부를 이루는 인너쉘 및 플랜지의 반단면도이다.
도 20A는 본 발명에 관한 가열유닛과 종래의 러버히터와 종래의 러버히터의 승온특성을 도시하는 그래프이며, 도 20B는 본 발명에 관한 가열유닛과 종래의 러버히터의 강온특성을 도시하는 그래프이다.
도 21은 본 발명에 관한 배기통로가열유닛의 단면도 및 축방향에서의 온도분포를 도시하는 그래프이다.
도 22는 본 발명에 관한 배기통로가열유닛의 또 다른 실시형태를 도시하는 단면도이다.
도 23A 및 도 23B는 도 22에 도시하는 배기통로가열유닛의 일부를 확대한 확대단면도이다.
도 24A는 도 22에 도시하는 배기통로가열유닛의 일부를 이루는 아웃터쉘의 일부분을 분해하여 도시한 부분반단면도, 도 24B는 도 22에 도시하는 배기통로가열유닛의 일부를 이루는 인너쉘의 일부분을 분해하여 도시한 부분반단면도이다.
도 25는 도 22에 도시하는 배기통로가열유닛의 일부를 이루는 저항발열체의 전개도이다.
도 26은 도 25에 도시한 저항발열체를 입체화한 상태를 도시하는 사시도이다.
도 27A, 도 27B, 및 도 27C는 도 22에 도시하는 배기통로가열유닛의 일부를 이루는 아웃터쉘의 제조공정을 도시하는 공정도이다.
도 28A, 도 28B, 및 도 28C는 도 22에 도시하는 배기통로가열유닛의 일부를 이루는 아웃터쉘의 제조공정을 도시하는 공정도이다.
도 29는 본 발명에 관한 배기통로가열유닛의 또 다른 실시형태를 도시하는 단면도이다.
도 30A 및 도 30B는 도 29에 도시하는 배기통로가열유닛의 일부를 확대한 확대단면도이다.
도 31은 도 29에 도시하는 배기통로가열유닛의 일부를 이루는 저항발열체의 개략구성을 도시하는 전개도이다.
도 32는 본 발명에 관한 배기통로가열유닛의 또 다른 실시형태를 도시하는 단면도이다.
도 33은 본 발명에 관한 배기통로가열유닛의 또 다른 실시형태를 도시하는 단면도이다.
도 34A 및 도 34B는 본 발명에 관한 배기통로가열유닛의 또 다른 실시 형태를 도시하는 단면도이다.
도 35는 도 34A 및 도 34B에 도시하는 배기통로가열유닛의 일부를 이루는 저항발열체의 개략구성을 도시하는 전개도이다.
[발명을 실시하기 위한 최적의 형태]
이하, 본 발명의 최적의 실시형태에 대하여, 첨부 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 관한 가열유닛을 구비한 반도체 제조장치(CVD장치)는 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 본체(10), 본체(10)에 대하여 개폐가 자유롭게 연결된 덮개체(20), 덮개체(20)에 연결된 처리가스 등의 공급라인(30), 본체(10)에 연결되어 하류측에 터보분자펌프(TMP) 등을 구비하는 배기라인(40) 등을 구비하고 있다.
본체(10)는 반도체용의 웨이퍼를 수용하여 소정의 처리를 실시하는 원통공간을 이루는 처리챔버(11), 처리챔버(11)에 대하여 웨이퍼를 출입하는 약 사각형 단면의 반송통로(12), 처리챔버 내의 처리가스를 배출하는 약 원통형의 배기통로(13), 처리챔버(11) 내에서 웨이퍼를 재치하는 서셉터(14) 등을 구비하고 있다. 또한, 서셉터(14)는 착탈이 자유롭게 연결된 구동기구(14a)에 의해 상하방향으로 구동되고, 또한 커버부재(14b)에 의해 외부와 차단되어, 진공씰되어 있다.
덮개체(20)는 처리챔버(11) 내에 처리가스를 공급하는 공급통로를 한정하는 샤워헤드(21), 씰부재로서의 O링(22) 등을 구비하고 있다.
또한, 본체(10)에는 가열유닛으로서 처리챔버(11)의 내벽면을 가열하는 2개의 챔버가열유닛(50, 60), 배기통로(13)의 내벽면을 가열하는 배기통로가열유닛(70), 반송통로(12)의 내벽면을 가열하는 반송통로가열유닛(80) 등이 설치되어 있다.
본체(10)는 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 처리챔버(11)를 한정하는 내벽면(측벽면, 11a) 및 내벽면(저벽면, 11b), 반송통로(12)를 한정하는 내벽면(12a), 배기통로(13)를 한정하는 내벽면(13a), 덮개체(20)가 접합되는 상면(15), 상면(15)에 설치된 씰부재로서의 O링(16), 저벽면(내벽면(11b))에 형성된 관통공(17, 18), 외벽면(19), 외벽면(19)에 설치된 부착용 나사구멍(19a) 등에 의해 형성 되어 있다.
챔버가열유닛(10)은, 도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 상단개구부(50a), 하단개구부(50b), 반송통로(12)에 대응하는 사각형 개구부(50c), 배기통로(13)에 대응하는 원형개구부(50d)를 한정할 수 있도록, 처리챔버(11)의 내벽면(측벽면, 11a)을 덮도록 인접하여 배치되는 원통형의 가열본체부(51), 가열본체부(51)의 상단부에 약 사각형의 플랜지형상으로 일체적으로 형성된 부착부(52), 부착부(52)의 외측단부에 설치된 컨넥터(컨넥션박스, 53) 등에 의해 형성되어 있다.
가열본체(51)는 한 쌍의 금속판으로서의 얇은 두께로 원통형의 인너쉘(51a) 및 아웃터쉘(51b), 양 쉘(51a, 51b)의 사이에 끼워넣어져 덮혀진 박판형의 저항발열체(51c), 양 쉘(51a, 51b)의 테두리부를 접합함과 함께 저항발열체(51c)를 밀폐하는 스페이서(51d) 등에 의해 형성되어 있다.
스페이서(51d)는 양 쉘(51a, 51b)의 테두리중 처리가스에 노출되는 영역의 테두리부(하단개구부(50b), 사각형 개구부(50c), 및 원형개구부(50d)의 테두리부)에 설치되어, 저항발열체(51c)가 처리가스 등에 노출되는 것을 완전히 방지하도록 되어 있다.
부착부(52)는 인너쉘(51a)에 접합된 플랜지(52a) 및 아웃터쉘(51b)에 접합된 플랜지(52b)에 의해 형성되어 있고, 양 플랜지(52a, 52b)의 사이에는 저항발열체(51c)에 접속된 통전용 리드(51c') 및 저항발열체(51c)의 온도를 측정하는 온도센터로서의 열전쌍의 리드(51c")가 끼워져 컨넥터(53)까지 인출되어 있다. 즉, 플랜지(52a, 52b)에서는, 양자의 사이가 완전히 밀폐되는 것은 아니고 외부로 개방된 상태로 되어 있다. 그리고, 컨넥터(53)에는 리드(51c')에 대하여 전력공급용의 케이블(90)이 접속되고, 또한, 리드(51c")에 대하여 측정기에 접속되는 케이블(91)이 접속되도록 되어 있다.
여기서, 인너쉘(51a) 및 아웃터쉘(51b)로서는 전열효율을 높이기 위해서, 판두께 약 0.5mm 정도로, 처리가스에 대하여 내부식성을 가지는 재료에 의해 형성된다. 이 재료로서는, 예들 들면, 스텐레스강, 티탄, 알루미늄합금, 니켈코발트합금, 혹은 산화알루미늄, 탄화규소, 질화알루미늄, 질화규소, 산화규소의 어느 것으로 이루어지는 세라믹스 등이 바람직하다. 또한, 내부식성을 코팅에 의해 확보하는 것도 가능하고, 그 경우의 코팅재료로서는 알루미나 (Al2O3), SiC, AlN, Si3N4 등이 바람직하다. 또한, 플랜지 (51a, 52b)로서도 같은 재료를 이용할 수 있다. 또한, 고온에 노출되는 양 쉘(51a, 51b)의 표면에 평활처리를 시행하는, 바람직하게는 Ra≤0.1 정도의 표면거칠기로 마무리하는 것으로, 부생성물이 퇴적했다해도, 메인티넌스시에 그 퇴적한 부생성물을 용이하게 이탈시킬 수 있다.
저항발열체(51c)는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 가요성의 절연필름(501), 절연필름(501)에 지그재그형으로 레이아웃트되어 끼워진 전열용의 저항호일(502), 저항호일(502)에서 발생한 열을 전체로 분산시키는 열전도용 호일(503)에 의해 형성되어, 그의 일부로부터 리드(51c')를 형성하는 리드호일(504)이 인출되어 있다. 또한, 저항발열체(51c)에는 그 온도를 검출하는 온도센서로서의 소선(511, 512)을 포함하는 열전쌍(510)이 설치되어, 그 일부로부터 리드(51c")가 인출되어 있다. 그 리고, 저항발열체(51c)는 열전도용 호일(503)이 인너쉘(51a)에 접촉하도록 배치된다.
여기서, 절연성 필름(501)은 폴리이미드수지 등의 내열성이 우수한 수지재료로 형성되어, 열전도용 호일(503)은 두께 50 ㎛ 정도의 스텐레스강 등의 금속 호일에 의해 형성된다.
또한, 여기서는 저항발열체(51c)로서, 폴리이미드필름을 이용한 폴리이미드 히터를 채용했지만, 그 외에, 실리콘러버히터, 마이카히터, 시즈히터 등을 채용해도 된다. 이와 같이, 가요성이 있는 박막형의 저항발열체를 이용함으로써, 내벽면에 대응한 여러가지 형상으로 형성할 수 있다.
상기 챔버가열유닛(50)은, 도 3 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 아웃터쉘(51b)과 내벽면(11a)의 사이에 미세한 간극(C)이 형성되도록, 가열본체부(51)를 처리챔버(11) 내로 삽입하고, 부착부(52)를 상면(15)에 올려놓으면, 부착작업이 완료하고, 또한, 덮개체(20)를 닫으면, 부착부(52)의 플랜지(52a, 52b)에 각각 O링(22, 16)이 접촉하여, 처리챔버(11) 내를 외부로부터 차단하고, 진공씰하도록 되어 있다.
이와 같이, 가열본체부(51)에 부착부(52)를 설치함으로써, 착탈작업을 간단히 행할 수 있고, 또한, 내벽면(11a)과의 사이에 간극(기체상)을 설치하는 것으로, 착탈작업이 더욱 용이하게 됨과 함께, 가열본체부(51)로부터 외부로 전달되는 열이 감소되어, 가열본체부(51)에 따른 가열효율이 더욱 높아진다.
챔버가열유닛(60)은, 도 7 및 도 8에 도시하는 바와 같이, 중앙개구부(60a) 를 한정할 수 있도록, 처리챔버(11)의 내벽면(저벽면, 11b)을 덮도록 대향하여 배치되는 원판형의 가열본체부(61), 가열본체부(61)의 저면으로부터 연장하여 일체적으로 형성된 직선관으로서의 부착부(62), 부착부(62)의 하단부에 설치된 컨네터(63) 등에 의해 형성되어 있다.
가열본체부(61)는, 도 8에 도시하는 바와 같이, 한 쌍의 금속판으로서의 얇은 두께로 원판형의 인너쉘(61a) 및 아웃터쉘(61b), 양 쉘(61a, 61b)의 사이에 끼워넣어져 덮혀진 박판형의 저항발열체(61c), 양 쉘(61a, 61b)의 테두리부(중앙개구(60a)의 내주테두리부, 외주테두리부)를 접합함과 함께 저항발열체(61c)를 밀폐하는 스페이서(61d) 등에 의해 형성되어 있다.
부착부(62)는 아웃터쉘(61b)에 접합된 직선관(62a)에 의해 형성되어 있고, 이 직선관(62a)에는 저항발열체(61c)에 접속된 통전용 리드(61c') 및 저항발열체(61c)의 온도를 측정하는 온도센서로서의 열전쌍의 리드(61c")가 통과되어, 컨넥터(63)까지 인출되어 있다. 그리고, 컨넥터(63)에는 리드(61c')에 대하여 전력공급용의 케이블(90)이 접속되고, 또한 리드(61c")에 대하여 측정기에 접속되는 케이블(91)이 접속되도록 되어 있다.
또한, 인너쉘(61a) 및 아웃터쉘(61b), 및 저항발열체(61c)로서는 상술의 챔버가열유닛(50)과 같은 구성 및 재료가 적용된다.
상기 챔버가열유닛(60)은, 도 3 및 도 8에 도시하는 바와 같이, 챔버가열유닛(50)의 장착에 앞서서, 서셉터(14)가 분리된 상태로 상방으로부터 처리챔버(11) 내로 삽입하고, 가열본체부(61)를 처리챔버(11)의 내벽면(저벽면, 11b)에 대향시킨 상태로, 그 하면(아웃터쉘(61b))을 단열부재(65)로 지지함과 함께, 부착부(62)를 본체(10)의 외벽면(19)으로부터 돌출시켜서, 씰부재로서의 O링(66)을 외측에 끼운후, 2 분할형의 고정부재(67)로 고정함으로써, 부착작업이 완료한다.
또한, 단열부재(65)로서는 알루미나세라믹스(Al2O3) 등에 의해 형성된 것이 채용된다.
이와 같이, 가열본체부(61)에 부착부(62)를 설치함으로써, 착탈작업을 간단히 행할 수 있고, 또한, 내벽면(11b)과의 사이에 간극(기체상) 및 단열부재(65)를 설치하는 것으로, 가열본체부(61)로부터 외부로 전달되는 열이 감소되어, 가열본체부(61)에 따른 가열효율이 더욱 높아진다.
도 9는 상술의 챔버가열유닛(50)을 일부변경한 것이며, 상술한 실시형태와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙여 그 설명을 생략한다.
즉, 이 챔버가열유닛(50')은, 도 9에 도시하는 바와 같이, 상단개구부(50a), 중앙개구부(50b'), 반송통로(12)에 대응하는 사각형 개구부(50c), 배기통로(13)에 대응하는 원형 개구부(50d)를 한정할 수 있도록, 처리챔버(11)의 내벽면(측벽면 및 저벽면, 11a, 11b)를 덮도록 인접하여 배치되는 바닥을 가진 원통형의 가열본체부(51'), 가열본체부(51')의 상단부에 약 사각형의 플랜지형상으로 일체적으로 형성된 부착부(52), 부착부(52)의 외측단부에 설치된 컨넥터(53) 등에 의해 형성되어 있다.
가열본체부(51')는 한 쌍의 금속판으로서의 얇은 두께로 바닥을 가진 원통형 의 인너쉘(51a') 및 아웃터쉘(51b'), 양 쉘(51a', 51b')의 사이에 끼워넣어져 덮혀진 박판형의 저항발열체(51c'), 양 쉘(51a', 51b')의 테두리부를 접합함과 함께 저항발열체(51c')를 밀폐하는 스페이서(51d') 등에 의해 형성되어 있다.
스페이서(51d')는, 양 쉘(51a', 51b')의 테두리부중 처리가스에 노출되는 영역의 테두리부(중앙개구부(50b'), 사각형 개구부(50c), 및 원형개구부(50d)의 테두리부)에 설치되어, 저항발열체(51c')가 처리가스 등에 노출되는 것을 완전히 방지하도록 되어 있다.
이 챔버가열유닛(50')에서는, 상술한 챔버가열유닛(50, 60)이 일체적으로 형성된 구조로 되어 있기 때문에, 처리챔버(11)의 내벽면을 효율좋게 가열하여 부생성물 등의 부착을 방지 내지 최소한으로 억제할 수 있는 것은 물론이며, 부품수가 삭감되어, 착탈작업이 더욱 간략화된다.
배기통로가열유닛(70)은, 도 3, 도 10, 도 11에 도시하는 바와 같이, 처리챔버(11) 측의 개구부(70a), 배기라인(40) 측의 개구부(70b), 부착용의 구멍(70c)을 한정할 수 있도록, 배기통로(13)의 내벽면(13a)을 덮도록 인접하여 배치되는 원통형의 가열본체부(71), 가열본체부(71)의 외주에서 약 사각형의 플랜지형상으로 일체적으로 형성된 부착부(72), 부착부(72)의 외측단부에 설치된 컨넥터(73) 등에 의해 형성되어 있다.
가열본체부(71)는 한 쌍의 금속판으로서의 얇은 두께의 원통형의 인너쉘(71a) 및 아웃터쉘(71b), 양 쉘(71a, 71b)의 사이에 끼워넣어져 덮혀진 박판형의 저항발열체(71c), 양 쉘(71a, 7b)의 테두리를 접합함과 함께 저항발열체(71c)를 밀 폐하는 스페이서(71d) 등으로 형성되어 있다.
스페이서(71d)는 양 쉘(71a, 17b)의 테두리부중, 처리가스에 노출되는 영역의 테두리부(개구부(70a, 70b)의 테두리부)에 설치되어, 저항발열체(71c)가 처리가스 등에 노출되는 것을 완전히 방지하도록 되어 있다.
부착부(72)는 아웃터쉘(71b)에 접합된 플랜지(72a, 72b)에 의해 형성되어 있고, 양 플랜지(72a, 72b)의 사이에는 저항발열체(71c)에 접속된 통전용의 리드(71c') 및 저항발열체(71c)의 온도를 측정하는 온도센서로서의 열전쌍의 리드(71c")가 끼워져 컨넥터(73)까지 인출되어 있다. 즉, 플랜지(72a, 72b)에 있어서는, 양자의 사이가 완전히 밀폐되는 것은 아니고 외부로 개방된 상태로 되어 있다. 그리고, 컨넥터(73)에는 리드(71c')에 대하여 전력공급용의 케이블(90)이 접속되고, 또한, 리드(71c")에 대하여 측정기에 접속되는 케이블(91)이 접속되도록 되어 있다.
또한, 인너쉘(71a) 및 아웃터쉘(71b), 플랜지(72a, 72b) 및 저항발열체(71c)로서는 상술한 챔버가열유닛(50)과 같은 구성 및 재료가 적용된다.
상기의 배기통로가열유닛(70)은, 도 3 및 도 11에 도시하는 바와 같이, 아웃터쉘(71b)과 내벽면(13a)과의 사이에 미세한 간극이 형성되도록 가열본체부(71)가 배기통로(13) 내에 삽입되어, O링(76, 77)을 부착한 상태로, 부착부(72)를 외벽면(19)에 접합하고, 그 외측으로부터 배기라인의 일부를 이루는 고정판(78)을 눌러서 나사(79)에 의해 체결함으로써, 부착이 완료함과 함께, 배기통로(13)를 외부로부터 차단하고, 진공씰하도록 되어 있다.
이와 같이, 가열본체부(71)에 부착부(72)를 설치함으로써, 착탈작업을 간단히 행할 수 있고, 또한, 내벽면(13a)과의 사이에 간극(기체상)을 설치하는 것으로, 착탈작업이 더욱 용이하게 됨과 함께, 가열본체부(71)로부터 외부로 전달되는 열이 감소되어, 가열본체부(71)에 따른 가열효울이 더욱 높아진다.
또한, 여기서는 터보분자펌프의 상류측에 배기통로가열유닛(70)을 배치하고 있지만, 배기라인(40)의 전영역에서, 예를 들면, 엘보관 타입, 직선관 타입 등과 같이, 적절히 형상을 변경한 같은 평면형상 가열유닛을 배치할 수 있다.
반송통로가열유닛(80)은, 도 3, 도 12, 도 13에 도시하는 바와 같이, 처리챔버(11) 측의 개구부(80a), 웨이퍼를 반입 및 반출할 때에 이용되는 트랜스퍼 챔버의 게이트밸브에 대향하는 개구부(80b), 부착용 구멍(80c)을 한정할 수 있도록, 반송통로(12)의 내벽면(12a)을 덮도록 인접하여 배치되는 약 사각형 단면을 이루는 통형상의 가열본체부(81), 가열본체부(81)의 외주에서 약 사각형의 플랜지형상으로 일체적으로 형성된 부착부(82), 부착부(82)의 외측단부에 설치된 컨넥터(83) 등에 의해 형성되어 있다.
가열본체부(81)는 한 쌍의 금속판으로서의 얇은 두께로 사각형 통형상의 인너쉘(81a) 및 아웃터쉘(81b), 양 쉘(81a, 81b)의 사이에 끼워넣어져 덮혀진 박판형의 저항발열체(81c), 양 쉘(81a, 81b)의 테두리부를 접합함과 함께 저항발열체(81c)를 밀폐하는 스페이서(81d) 등에 의해 형성되어 있다.
스페이서(81d)는 양 쉘(81a, 81b)의 테두리부중, 처리가스에 노출되는 영역의 테두리부(개구부(80a, 80b)의 테두리부)에 설치되어, 저항발열체(81c)가 처리가 스 등에 노출되는 것을 완전히 방지하도록 되어 있다.
부착부(82)는 아웃터쉘(81b)에 접합된 플랜지(82a, 82b)에 의해 형성되어 있고, 양 플랜지(82a, 82b)의 사이에는 저항발열체(81c)에 접속된 통전용의 리드(81c') 및 저항발열체(81c)의 온도를 측정하는 온도센서로서의 열전쌍의 리드(81c")가 끼워져, 컨넥터(83)까지 인출되어 있다. 즉, 플랜지(82a, 82b)에 있어서는, 양자의 사이가 완전히 밀폐되는 것이 아니고 외부로 개방된 상태로 되어 있다. 그리고, 컨넥터(83)에는 리드(81c')에 대하여 전력공급용의 케이블(90)이 접속되고, 또한, 리드(81c")에 대하여 측정기에 접속되는 케이블(91)이 접속되도록 되어 있다.
또한, 인너쉘(81a) 및 아웃터쉘(81b), 플랜지(82a, 82b) 및 저항발열체(81c)로서는 상술한 챔버가열유닛(50)과 같은 구성 및 재료가 적용된다.
상기의 반송통로가열유닛(80)은, 도 3 및 도 13에 도시하는 바와 같이, 아웃터쉘(81)과 내벽면(12a)의 사이에 미세한 간극이 형성되도록, 가열본체부(81)를 반송통로(12)내에 삽입하고, 씰부재로서의 사각형 환형의 링(86, 87)을 부착한 상태로, 부착부(82)를 외벽면(19)에 접합하고, 그 외측으로부터 고정판(88)을 눌러서 나사(89)에 의해 체결하는 것으로, 부착이 완료함과 함께, 반송통로(12)를 외부로부터 차단하고, 진공씰하도록 되어 있다.
이와 같이, 가열본체부(81)에 부착부(82)를 설치함으로써, 착탈작업을 간단히 행할 수 있고, 또한, 내벽면(12a)과의 사이에 간극(기체상)을 설치하는 것으로 착탈작업이 더욱 용이해짐과 함께 가열본체부(81)로부터 외부로 전달되는 열이 감 소되고, 가열본체부(81)에 의한 가열효율이 더욱 높아진다.
다음에, 상기 챔버가열유닛(50, 60), 배기통로가열유닛(70), 반송통로가열유닛(80)의 부착수순에 대하여 간단히 설명한다.
먼저, 덮개체(20)를 열어서, 서셉터(14)를 분리한다. 그리고, 챔버가열유닛(60)을 처리챔버(11)에 삽입하여, 그 바닥영역에 배치한다.
이어서, 챔버가열유닛(50)의 가열본체부(51)를 처리챔버(11) 내에 삽입하고 부착부(52)를 상면(15)에 놓는다.
이어서, 트랜스퍼챔버를 개방한 상태로, 반송통로가열유닛(80)의 가열본체부(81)를 반송통로(12)에 삽입하여, 그 선단부(사각형 개구부(80a))를 가열본체부(51)의 개구부(50c)에 삽입함과 함께 부착부(82)를 외벽면(19)에 접합하여 고정판(88)으로 고정한다.
이어서, 배기라인(40)을 분리한 상태로, 배기통로가열유닛(70)의 가열본체부(71)를 배기통로(13)에 삽입하고, 그 선단부(개구부(70a))를 가열본체부(51)의 원형개구부(50d)에 삽입함과 함께, 부착부(72)를 외벽면(19)에 접합하여 고정판(78)으로 고정한다. 이에 의해, 가열유닛(50, 60, 70, 80)의 부착작업이 완료한다. 한 편, 분리작업은 역의 수순으로 행해진다.
이와 같이, 모든 가열유닛(50, 60, 70, 80)이 효율적으로 원활히 착탈되기 때문에, 장치를 정지하여 부품의 교환작업 등이 필요해도, 휴지기간을 최소한으로 단축할 수 있고, 가동시간을 증대시킬 수 있다.
또한, 챔버가열유닛(50, 60) 대신에, 챔버가열유닛(50')을 이용하는 경우에 는 부착작업 및 분리작업이 보다 간략화된다.
도 14는 반도체 제조장치의 배기라인 및 배기통로가열유닛의 다른 실시형태 및 클램프기구를 도시한 것이다.
이 배기라인(40')은, 도 14에 도시하는 바와 같이, 착탈이 자유롭게 형성되어 서로 연결되는 복수의 배기관(배관, 410, 420)을 포함하며, 각각의 배기관(410, 420) 내에 배기통로가열유닛(170, 270)이 배치되어 있다, 그리고, 배기관(410, 420)들이 서로 씰부재로서의 O링(200)을 끼운 상태로 클램프기구(300)에 의해 연결되어 있다.
배기관(410)은 직선형의 배기통로를 한정하는 직선 원통부(411), 직선 원통부(411)의 접속단부에서 직경방향 외측으로 돌출하여 차양형상으로 형성된 플랜지부(412)를 가진다. 배기관(420)은 만곡한 배기통로를 한정하는 곡선 원통부(421), 곡선 원통부(421)의 접속단부에서 직경방향 외측으로 돌출하여 차양형상으로 형성된 플랜지부(422)를 가진다.
여기서, 플랜지부들(412와 412, 412와 422)은, 도 14 및 도 15에 도시하는 바와 같이, 접속방향에서 서로 대향하도록 형성되고, 대향하는 반대측의 면을 경사지게 하여 직경방향 외측으로 향하여 두께가 얇아져 선단이 가늘어지는 단면형상으로 형성되어 있다.
클램프기구(300)는, 도 14 내지 도 16에 도시하는 바와 같이, 플랜지부들(412와 412, 412와 422)을 서로 근접시키는 방향으로 누르도록 받아들이는 약 V 자형의 단면을 이루는 홈(301a)을 가지는 복수의 클램프블록(301), 클램프블록(301) 의 일측부(301b)들을 서로 연결하는 복수(여기서는 4 개)의 제 1 링크플레이트(302), 클램프블록(301)의 타측부(301c)들을 서로 연결하는 복수(여기서는 4 개)의 제 2 링크플레이트(303), 인접하는 2개의 클램프블록(301)들을 연결할 수 있도록, 일측의 클램프블록(301)에 회동이 자유롭게 지지된 체결부재로서의 볼트(304) 및 타측의 클램프블록(301)에 형성되어 볼트(304)로 체결되는 암나사 등을 구비하고 있다.
복수의 링크플레이트(303)의 하나의 링크플레이트(303')는, 도 16에 도시하는 바와 같이, 그 일단부(303a')가 클램프블록(301)의 핀(305)에 대하여 고정 및 착탈이 자유로운 후크형상으로 형성되어 있다.
그리고, O링(200)을 거쳐서 배기통로가열유닛(170, 270)의 후술하는 부착부(172, 272)를 플랜지부(412와 412, 412와 422)에 끼워지지한 상태로, 클램프기구(300)는 플랜지부(412와 412, 412와 422)의 외주에 감아서, 볼트(304)를 체결함으로써, 배기관들(410과 410, 410과 420)을 서로 연결하도록 되어 있다.
이와 같이, 클램프기구(300)가 체인형상으로 형성되어 있으므로, 배기통로가열유닛(170, 270)을 장착한 배기관들(410과 410, 410과 420)을 서로 용이하게 연결 및 그 연결을 해제할 수 있다.
특히, 적어도 하나의 링크플레이트(303')가 클램프블록(301)에 대하여 고정 및 착탈이 자유롭게 되어 있기 때문에, 배기통로가열유닛(170, 270)의 부착부(172, 272)에 형성된 컨넥터(173, 273)가 비교적 긴 경우 혹은 케이블(90, 91)이 접속되어 있는 경우에, 이탈가능한 링크플레이트(303')를 미리 이탈한 상태로 컨넥터 (173, 273) 또는 케이블(90, 91)을 통과하여, 그 후, 링크플레이트(303')를 클램프블록(301)에 고정시킴으로써, 용이하게 배기통로가열유닛(170, 270)을 조립할 수 있다.
배기통로가열유닛(170)은, 도 17 및 도 18에 도시하는 바와 같이, 배기관(410, 배기통로)의 내벽면(410a)을 덮도록 인접하여 배치되는 원통형의 가열본체부(171), 가열본체부(171)의 외주에서 환형으로 또한 플랜지형상으로 일체적으로 형성된 부착부(172), 부착부(172)의 직경방향 외측단부에 설치된 컨넥터(173) 등에 의해 형성되어 있다.
가열본체부(171)는 한 쌍의 금속판으로서의 얇은 두께로 원통형의 인너쉘(171a) 및 아웃터쉘(171b), 양 쉘(171a, 171b)의 사이에 끼워넣어져 덮혀진 박판형의 저항발열체(171c), 양 쉘(171a, 171b)의 테두리부를 접합함과 함께 저항발열체(171c)를 밀폐하는 스페이서(171d) 등에 의해 형성되어 있다.
스페이서(171d)는, 양 쉘(171a, 171b)의 테두리부중 처리가스에 노출되는 영역의 테두리부에 설치되어, 저항발열체(171c)가 처리가스 등에 노출되는 것을 완전히 방지하도록 되어 있다.
부착부(172)는 인너쉘(171a)에 접합된 플랜지(172a) 및 아웃터쉘(171b)에 접합된 플랜지(172b)에 의해 형성되어 있고, 양 플랜지(172a, 172b)의 사이에는 저항발열체(171c)에 접속된 통전용 리드(171c') 및 저항발열체(171c)의 온도를 측정하는 온도센서로서의 열전쌍의 리드(171c")가 끼워져, 컨넥터(173)까지 인출되어 있다. 즉, 플랜지(172a, 172b)에서는, 양자의 사이가 완전히 밀폐되는 것은 아니고 외부로 개방된 상태로 되어 있다. 그리고, 컨넥터(173)에는 리드(171c')에 대하여 전력공급용의 케이블(90)이 접속되고, 또한, 리드(171c")에 대하여 측정기에 접속되는 케이블(91)이 접속되도록 되어 있다.
아웃터쉘(171b)과 플랜지(172b)는, 도 19A에 도시하는 바와 같이, 각각 별개로 형성된 후에, 용접(예를 들면, TIG용접, 플라즈마용접, 레이져용접) 또는 납땜(brazing)으로 부착 등에 의해 접합된다. 또한, 플랜지(172b)에는, O링(200)을 삽입하는 환형홈(172b')이 형성되어 있다.
인너쉘(171a)과 플랜지(172a)는, 도 19B에 도시하는 바와 같이, 각각 별개로 형성된 후에, 용접(예를 들면, TIG용접, 플라즈마용접, 레이져용접) 또는 납땜 등에 의해 접합된다. 또한, 플랜지(172a)에는, O링(200)을 삽입하는 환형홈(172a') 및 위치결정용의 환형돌기부(172a")가 형성되어 있다.
또한, 인너쉘(171a)과 아웃터쉘(171b), 플랜지(172a, 172b), 및 저항발열체(171c)로서는 상술한 챔버가열유닛(50)과 같은 재료 혹은 구성 및 재료가 적용된다.
상기의 배기통로가열유닛(170)은, 도 18에 도시하는 바와 같이, 아웃터쉘(171b)이 내벽면(410a)과 밀착하도록 혹은 내벽면(410a)과의 사이에 미세한 간극이 형성되도록, 가열본체부(171)가 배기통로내에 삽입되어, O링(200)을 부착한 상태로, 부착부(172)를 플랜지부들(412와 412, 412와 422)로 끼워넣어서, 상술의 클램프기구(300)에 의해 체결하는 것으로, 부착이 완료됨과 함께, 배기통로를 외부로부터 차단하고, 진공씰하도록 되어 있다. 이와 같이, 가열본체부(171)에 부착부(172) 를 설치함으로써, 착탈작업을 간단하게 행할 수 있다.
여기서, 배기통로가열유닛(170)과 종래의 러버히터와의 승온특성 및 강온특성을 비교하면, 도 20A와 도 20B에 도시하는 바와 같은 결과가 얻어졌다. 또한, 분위기온도 20°C, 배기통로내부에 20°C의 정지에어가 존재하는 것으로 하여, 저항발열체(171c) 및 히터에 108W를 인가한 경우의 승온특성과 150°C로부터의 강온특성을 해석했다.
승온특성에 대해서는, 도 20A에 도시하는 바와 같이, 배기관의 내벽온도가 약 150°C에 도달하기 까지에 필요로하는 시간이 종래의 러버히터에서는 720 초인 것에 대하여, 본 발명의 배기통로가열유닛(170)에서는 240 초였다. 즉, 내벽이 일정의 온도에 도달하기 까지의 시간을 큰폭으로 단축할 수 있고, 그 때문에, 에너지의 이용효율이 큰 폭으로 개선된다.
또한, 강온특성에 대해서는, 도 20B에 도시하는 바와 같이, 배기관의 내벽온도가 150°C로부터 80°C로 강하하기까지 필요로하는 시간이 종래의 러버히터에서는 540 초인 것에 대하여, 본 발명의 배기통로가열유닛(170)에서는 420 초이므로, 내벽이 일정의 온도로 강하하기까지의 시간을 단축할 수 있다. 즉, 쿨다운이 빠르기 때문에, 프로세스종료후에 장치의 강온처리를 행하고, NF3, ClF3 등의 크리닝가스를 흘리기까지의 시간을 단축할 수 있다.
또한, 배기통로가열유닛(170)을 배기관(410)에 장착한 경우의 축방향의 온도분포를 측정하여, 도 21에 도시하는 바와 같은 결과가 얻어졌다. 또한, 측정포인트 는 인너쉘(171a)에 대해서 축방향의 5개소, 배기관(410)의 외주면에 대해서 접속단면으로부터 거리(L)가 50mm의 위치의 1개소의 온도를 측정했다. 또한, 여기서는 저항발열체(히터, 171c)의 온도가 150°C, 200°C의 각각의 경우의 온도분포를 측정했다.
그 결과, 도 21에 도시하는 바와 같이, 인너쉘(171a)의 온도는 축방향의 중앙부가 높고, 양단부를 향하여 서서히 낮아지는 온도분포를 이룬다. 그리고, 저항발열체(171c)의 온도를 150°C로 승온한 경우에 중앙부에서 140°C 정도 및 양단부에서 120°C 정도이고, 저항발열체(171c)의 온도를 200°C로 승온한 경우에 중앙부에서 180°C 정도 및 양단부에서 160°C 정도이고, 중앙부와 양단부의 온도차는 20°C 정도가 얻어졌다.
또한, 배기관(410)의 온도는 저항발열체(171c)의 온도가 150°C의 경우에, 130.8°C, 저항발열체(171c)의 온도가 200°C의 경우에 173.3°C로 되고, 약 인너쉘(171a)의 온도와 같은 정도까지 승온하고 있다.
배기통로가열유닛(270)은, 도 22 내지 도 26에 도시하는 바와 같이, 만곡한 배기관(420, 배기통로)의 내벽면(420a)을 덮도록 인접하여 배치되도록 원통형이며 또한 원호형으로 만곡하여 형성된 가열본체부(271), 가열본체부(271)의 외주에서 환형이면서 플랜지형상으로 일체적으로 형성된 부착부(272), 부착부(272)의 직경방향외측단부에 설치된 컨넥터(273) 등에 의해 형성되어 있다.
가열본체부(271)는 한 쌍의 금속판으로서의 얇은 두께로 만곡한 원통형의 인너쉘(271a) 및 아웃터쉘(271b), 양 쉘(271a, 271b)의 사이에 끼워넣어져 덮혀진 박 판형의 저항발열체(271c), 양 쉘(271a, 271b)의 테두리부를 접합함과 함께 저항발열체(271c)를 밀폐하는 스페이서(271d) 등에 의해 형성되어 있다.
스페이서(271d)는, 도 23B에 도시하는 바와 같이, 양 쉘(271a, 271b)의 테두리부중, 처리가스에 노출되는 영역의 테두리부에 설치되어, 저항발열체(271c)가 처리가스 등에 노출되는 것을 완전히 방지하도록 되어 있다.
부착부(272)는, 도 23A에 도시하는 바와 같이, 인너쉘(271a)에 접합된 플랜지(272a) 및 아웃터쉘(271b)에 접합된 플랜지(272b)에 의해 형성되어 있고, 양 플랜지(272a, 272b)의 사이에는 저항발열체(271c)에 접속된 통전용의 리드(271c') 및 저항발열체(271c)의 온도를 측정하는 온도센서로서의 열전쌍의 리드(271c")가 끼워져 컨넥터(273)까지 인출되어 있다. 즉, 플랜지(272a, 272b)에서 양자의 사이가 완전히 밀폐되는 것은 아니고 외부로 개방된 상태로 되어 있다. 그리고, 컨넥터(273)에는 리드(271c')에 대하여 전력공급용의 케이블(90)이 접속되고, 또한, 리드(271c")에 대하여 측정기에 접속되는 케이블(91)이 접속되도록 되어 있다.
아웃터쉘(271b)과 플랜지(272b)는, 도 24A에 도시하는 바와 같이, 각각 별개로 형성된 후에 용접(예를 들면, TIG용접, 플라즈마용접, 레이저용접) 또는 납땜 등에 의해 접합된다. 또한, 플랜지(272b)에는 O링(200)을 삽입하는 환형홈(272b') 및 위치결정용의 환형돌출부(272b")가 형성되어 있다.
인너쉘(271a)과 플랜지(272a)는, 도 24B에 도시하는 바와 같이, 각각 별개로 형성된 후에, 용접(예를 들면, TIG용접, 플라즈마용접, 레이저용접) 또는 납땜 등에 의해 접합된다. 또한, 플랜지(272a)에는 O링(200)을 삽입하는 환형홈(272a') 및 위치결정용의 환형돌출부(272a")가 형성되어 있다.
또한, 인너쉘(271a) 및 아웃터쉘(271b), 플랜지(272a, 272b)로서는 상술의 챔버가열유닛(50)과 같은 재료가 적용된다.
저항발열체(271c)는, 도 25에 도시하는 바와 같이, 가요성의 절연필름(2711), 절연필름(2711)에 지그재그형으로 레이아웃되어 끼워진 전열용의 저항호일(foil, 2712), 저항호일(2712)에서 발생한 열을 전체로 분산시키는 열전도용 호일(2714)으로 형성되어, 그 일부로부터 리드(271c')를 형성하는 리드호일(2714)이 인출되어 있다. 그리고, 저항발열체(271c)에는 복수의 슬릿이 설치되어, 만곡된 통형상으로 형성할 수 있도록 되어 있다.
또한, 저항발열체(271c)에는 그 온도를 검출하는 온도센서로서의 소선(2715, 2716)을 포함하는 열전쌍(2720)이 설치되어, 그 일부로부터 리드(271c")가 인출되어 있다. 그리고, 저항발열체(271c)는 열전도용 호일(2713)이 인너쉘(271a)에 접촉하도록 배치된다.
여기서, 절연성 필름(2711)은, 폴리이미드수지 등의 내열성이 우수한 수지재료에 의해 형성되고, 열전도용 호일(2713)은 두께 50㎛ 정도의 스텐레스강 등의 금속호일에 의해 형성되어 있다.
또한, 저항발열체(271c)는, 양 쉘(271a, 271b)의 사이에 배치된 상태로, 도 26에 도시하는 바와 같이, A 영역이 배기관(420)의 외측영역(곡률반경이 큰 영역)에 대응하여, B 영역이 배기관(420)의 내측영역(곡률반경이 작은 영역)에 대응하고 있다. 그리고, 저항발열체(271c)는 저항호일(2712)의 배치밀도 즉 와트밀도가 내측 의 B 영역에 비하여 외측의 A 영역이 크게 되도록 설정되어 있다. 이에 의해, 배기관(420)이 만곡된 외측영역에서, 발열량이 많게 되고, 이 영역에서, 부생성물이 퇴적하고 성장하는 것을 유효하게 방지할 수 있다.
또한, 여기서는, 저항발열체(271c)로서 폴리이미드필름을 이용한 폴리이미드히터를 채용했지만, 그 외에, 실리콘러버히터, 마이카히터, 시즈히터 등을 채용해도 좋다. 이와 같이, 가요성이 있는 박막형의 저항발열체를 이용하는 것으로, 내벽면에 대응한 여러 종류의 형상으로 형성할 수 있다.
상기의 배기통로가열유닛(270)은, 도 22, 도 23A, 도 23B에 도시하는 바와 같이, 아웃터쉘(271b)과 배기관(420)의 내벽면(420a)의 사이에 미세한 간극이 형성되도록, 가열본체부(271)가 배기통로내에 삽입되어, O링(200)을 부착한 상태로, 부착부(272)를 플랜지부들(422, 412)로 끼워넣어서, 상술의 클램프기구(300)에 의해 체결하는 것으로, 부착이 완료됨과 함께, 배기통로를 외부로부터 차단하고, 진공씰하도록 되어 있다. 이와 같이, 가열본체부(271)에 부착부(272)를 설치함으로써, 착탈작업을 간단히 행할 수 있다.
도 27A 내지 도 28C는 아웃터쉘(271b) 및 인너쉘(271a)의 제조 및 조립 방법을 도시한 것이다.
먼저, 도 27A에 도시하는 바와 같이, 스텐레스강 등으로 이루어진 플레이트(PA)를 환형으로 잘라낸다. 이어서, 도 27B에 도시하는 바와같이, 금형(M1)을 이용하여, 플레이트(PA)의 외주테두리영역을 단면이 원호형이 되도록 드로잉(drawing)가공한다. 이어서, 도 27C에 도시하는 바와 같이, 금형(M2)을 이용하여, 플레이트 (PA')의 내주테두리영역을 단면이 원호형이 되도록 드로잉가공하고, 반도너츠형의 성형체(PA")를 제조한다.
그리고, 도 28A에 도시하는 바와 같이, 2개의 성형체(PA")를 준비하여, 도 28B에 도시하는 바와 같이, 양자를 대향시켜 맞붙여서 외주테두리부 및 내주테두리부를 전주에 걸쳐서 용접한다. 이어서, 용접공정에서 축적된 잔류응력을 제거하기 위해서, 열처리를 시행한다. 이어서, 금형(M1, M2)을 다시 이용하여, 수정스피닝처리를 시행한다.
그 후, 도 28C에 도시하는 바와 같이, 완성한 도너츠형의 구조체(PA''')를 와이어컷트 등에 의해 4개로 균등분할한다. 이어서, 와이어컷트에 의해 절단된 절단면을 연마하여, 아웃터쉘(271b) 또는 인너쉘(271a)이 완성된다.
그리고, 아웃터쉘(272b) 및 인너쉘(271a)에 미리 절삭가공 등에 의해 제조한 플랜지(272b) 및 플랜지(272a)를 용접하고, 또한 양 쉘(271a, 271b)의 테두리부에 스페이서(271d)를 용접한 후, 양 쉘(271a, 271b) 사이에 저항발열체(271c)를 만곡시켜서 삽입하고, 컨넥터(273)을 설치함으로써 배기통로가열유닛(270)을 완성한다.
도 29 내지 도 31은 배기통로가열유닛의 또 다른 실시형태를 도시하는 것이다. 또한, 이 실시형태에서, 배기관(410)의 플랜지부(412)로부터 분리된 소정 영역에는 외부히터(430)가 감겨져 있다.
이 배기통로가열유닛(370)은, 도 29 내지 도 31에 도시하는 바와 같이, 배기관들(410, 410)의 접속단부의 소정영역에 걸치는 내벽면(410a)를 덮도록 인접하여 배치되는 원통형의 가열본체부(371), 가열본체부(371)의 외주에서 환형으로 또한 플랜지형상으로 일체적으로 형성된 부착부(372), 부착부(372)의 외측단부에 설치된 컨넥터(373) 등에 의해 형성되어 있다.
가열본체부(371)는 한 쌍의 금속판으로서의 얇은 두께로 원통형의 인너쉘(371a) 및 아웃터쉘(371b), 양 쉘(371a, 371b)의 사이에 끼워넣어져 덮혀진 박판형의 저항발열체(371b), 양 쉘(371a, 371b)의 테두리부를 접합함과 함께 저항발열체(371c)를 밀폐하는 스페이서(371d) 등에 의해 형성되어 있다.
스페이서(371d)는, 도 29 및 도 30B에 도시하는 바와 같이, 양 쉘(371a, 371b)의 테두리부중 처리가스에 노출되는 양단 테두리부에 설치되고, 저항발열체(371c)가 처리가스 등에 노출되는 것을 완전히 방지하도록 되어 있다.
부착부(372)는, 도 30A에 도시하는 바와 같이, 아웃터쉘(371b)에 접합된 플랜지(372a, 372b)에 의해 형성되어 있고, 양 플랜지(372a, 372b)의 사이에는 저항발열체(371c)에 접속된 통전용의 리드(371c') 및 저항발열체(371c)의 온도를 측정하는 온도센서로서의 열전쌍의 리드(371c")가 끼워져, 컨넥터(373)까지 인출되어 있다. 즉, 플랜지(372a, 372b)에서는, 양자의 사이가 완전히 밀폐되는 것은 아니고, 외부로 개방된 상태로 되어 있다. 그리고, 컨넥터(373)에는, 도 29에 도시하는 바와 같이, 리드(371c')에 대하여 전력공급용의 케이블(90)이 접속되고, 또한, 리드(71c")에 대하여 측정기에 접속되는 케이블(91)이 접속되도록 되어 있다.
또한, 인너쉘(371a) 및 아웃터쉘(371b), 플랜지(372a, 372b)로서는 상술의 챔버가열유닛(50)과 같은 재료가 적용되고, 또한, 저항발열체(371c)로서는, 도 31에 도시하는 형태로 형성되고, 그 구성에 대해서는 상술의 챔버가열유닛(50)과 같 은 것이 적용된다. 또한, 여기서는 저항발열체(371c)가 양 쉘(371a, 371b) 내에 밀착하여 배치되는 구성을 도시했지만, 아웃터쉘(371b)과 간극을 두고 배치되어도 된다.
상기 배기통로가열유닛(370)은, 도 29에 도시하는 바와 같이, 아웃터쉘(371b)과 내벽면(410a)과의 사이에 미세한 간극을 형성하도록, 가열본체부(371)가 배기관(410) 내로 삽입되어, O링(200)을 부착한 상태로 부착부(372)를 플랜지부(412)로 끼워넣고, 클램프기구(300)에 의해 체결하는 것으로 부착이 완료함과 함께, 배기통로를 외부로부터 차단하고, 진공씰하도록 되어 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 착탈작업을 간단히 행할 수 있고, 가열효율이 높아진다.
도 32는 상기 배기통로가열유닛(370)을, 별도의 배기관(410')에 장착한 실시형태를 도시한 것이다. 즉, 이 실시형태에서는 배기통로가열유닛(370)이 배기관(410')의 원통부(411')에 삽입된 상태로, 아웃터쉘(371b)과 내벽면(410a')의 간극이 상술의 실시형태 보다도 크게 되어 있다. 이 경우에서도, 상술한 바와 같이, 착탈작업을 간단히 행할 수 있고, 가열효율이 높아진다.
도 33은 상기 배기통로가열유닛(370)의 부착부(372)를 변경한 것이다. 즉, 이 배기통로가열유닛(370')에서, 도 33에 도시하는 바와 같이, 부착부(372')의 폭을 좁게 한 것이고, 플랜지(372a', 372b')의 두께를 변화시킴과 함께 굴곡하여 형성하고, O링(200', 200")이 직경방향에서 내측과 외측에 배치되도록 되어 있다.
이에 의해, 배기관(410')의 플랜지부들(412, 412)을 서로 보다 근접시킨 상태로 연결할 수 있다. 이 경우에서도, 상술한 바와 마찮가지로, 착탈작업을 간단히 행할 수 있고, 가열효율이 높아진다.
도 34A, 도 34B 및 도 35는 배기관(410)의 접속단부가 덮개(440)에 의해 폐쇄되는 구성에서 채용되는 배기통로가열유닛의 실시형태를 도시하는 것이다. 또한, 덮개(440)는 원판형의 폐쇄부(441), 폐쇄부(441)의 외주에 형성되어 플랜지부(412)와 대향하여 배치되는 플랜지부(442) 등에 의해 형성되어 있다.
이 배기통로가열유닛(470)은, 도 34A, 도 34B에 도시하는 바와 같이, 배기관(410) 및 덮개(440)의 내벽면(410a, 440a)을 덮도록 인접하여 배치되는 바닥을 가진 원통형의 가열본체부(471), 가열본체부(471)의 외주에서 환형이면서 또한 플랜지형상으로 일체적으로 형성된 부착부(472), 부착부(472)의 외측단부에 설치된 컨넥터(473) 등에 의해 형성된다.
가열본체부(471)는 한 쌍의 금속판으로서의 얇은 두께로 바닥을 가진 원통형의 인너쉘(471a) 및 바닥을 가진 원통형의 아웃터쉘(471b), 양 쉘(471a, 471b)의 사이에 끼워넣어져 덮혀진 박판형의 저항발열체(471c), 양 쉘(471a, 471b)의 테두리부를 접합함과 함께 저항발열체(471c)를 밀폐하는 스페이서(471d) 등에 의해 형성되어 있다.
스페이서(471d)는, 도 34B에 도시하는 바와 같이, 양 쉘(471a, 471b)의 테두리부중, 처리가스에 노출되는 양단 테두리부에 설치되어, 저항발열체(471c)가 처리가스 등에 노출되는 것을 완전히 방지하도록 되어 있다.
부착부(472)는, 도 34A에 도시하는 바와 같이, 아웃터쉘(471b)에 접합된 플랜지(472a, 472b)에 의해 형성되어 있고, 양 플랜지(472a, 472b)의 사이에는, 저항 발열체(471c)에 접속된 통전용의 리드(471c') 및 저항발열체(471c)의 온도를 측정하는 온도센서로서의 열전쌍의 리드(471c")가 끼워져, 컨넥터(473)까지 인출되어 있다. 즉, 플랜지(472a, 472b)에서는 양자의 사이가 완전히 밀폐되는 것은 아니고 외부로 개방된 상태로 되어 있다. 그리고, 컨넥터(473)에는, 도 34A에 도시하는 바와 같이, 리드(471c')에 대하여 전력공급용의 케이블(90)이 접속되고, 또한, 리드(471c")에 대하여 측정기에 접속되는 케이블(91)이 접속되도록 되어 있다.
또한, 인너쉘(471a) 및 아웃터쉘(471b), 플랜지(472a, 472b)로서는 상술의 챔버가열유닛(50)과 같은 재료가 적용되고, 또한, 저항발열체(471c)로서는, 도 35에 도시하는 바와 같은 형태로 형성되고, 그 구성에 대해서는 상술의 챔버가열유닛(50)과 같은 것이 적용된다.
상기 배기통로가열유닛(470)은, 도 34A 및 도 34B에 도시하는 바와 같이, 아웃터쉘(471b)과 내벽면(410a)의 사이에 미세한 간극이 형성되도록 가열본체부(471)가 배기관(410) 내에 삽입되어, O링(200)을 부착한 상태로 아웃터쉘(471b)과 내벽면(440a)의 사이에도 같은 간극이 형성되도록 하여, 덮개(440)가 접합되고, 부착부(472)를 플랜지부(412, 442)로 끼워넣어, 클램프기구(300)에 의해 체결함으로써, 부착을 완료함과 함께 배기통로를 외부로부터 차단하고, 진공씰하도록 되어 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 착탈작업을 간단하게 행할 수 있고, 가열효율이 높아진다.
상기 실시형태에 있어서, CVD장치의 처리챔버(11), 반송통로(12), 배기통로(13)의 내벽면(11a, 11b, 12a, 13a), 및 배기관(410, 420, 410')의 내벽면(410a, 420a, 410a', 440a)을 내측으로부터 덮는 평면형상의 가열유닛을 도시했지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 처리가스 등을 공급하는 공급통로의 내벽면을 덮는 평면형상의 가열유닛을 채용해도 된다.
또한, 상기 실시형태에서, CVD장치에서, 처리챔버(11), 반송통로(12), 배기통로(13)의 전부를 가열하는 가열유닛(50, 60, 70, 80)을 채용한 경우를 도시했지만, 어느 하나의 가열유닛을 채용해도 된다.
상기 실시형태에서는, 본 발명의 가열유닛을 적용하는 반도체제조장치로서, CVD장치를 도시했지만, 에칭장치, 그 외의 처리장치 등에서도 마찮가지로 적용할 수 있다.
상기 구성을 이루는 반도체 제조장치 및 그 가열유닛에 따르면, 처리가스 등에 노출되는 통로 및 처리챔버 등의 내벽면에 부생성물 등이 부착하는 것을 방지 내지 억제하여, 처리되는 웨이퍼의 수율의 향상, 가동시간의 증대, 에너지 효율의 향상에 따른 소비전력의 절감 등을 달성할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 가열유닛은 CVD 장치, 에칭장치 등의 반도체 제조장치에 적용할 수 있는 것은 물론이며, 통로 혹은 공간을 한정하는 내벽면을 내측으로부터 직접가열할 필요가 있는 곳이라면, 그 외의 장치 등에도 사용할 수 있다.

Claims (13)

  1. 처리챔버;
    상기 처리챔버 내에 처리가스를 공급하는 공급통로;
    상기 처리챔버에 대하여 웨이퍼를 출입시키는 반송통로;
    상기 처리챔버내의 처리가스를 배출하는 배기통로; 및
    상기 공급통로, 반송통로, 처리챔버, 및 배기통로의 적어도 하나의 내벽면을 가열할 수 있도록, 박판형의 저항발열체를 한 쌍의 금속판 사이에 끼워넣어 덮음과 함께 상기 내벽면을 내측으로부터 덮도록, 그리고 그 일부가 외부로 인출되도록 착탈이 자유롭게 형성된 면형상의 가열유닛을 구비하고,
    상기 면형상의 가열유닛은 상기 한 쌍의 금속판의 테두리부 중, 외부로 인출되는 영역의 테두리부가 개방되고, 처리가스에 노출되는 영역의 테두리부는 스페이서에 의해 밀폐되어 있는 반도체 제조장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가열유닛은 상기 내벽면에 인접하여 배치되는 가열본체부와 상기 가열본체부와 일체적으로 플랜지형상으로 또는 연장하여 형성된 부착부와, 상기 저항발열체에 전기를 통하게 하기 위한 배선 및 상기 저항발열체의 온도를 검출하는 온도센서의 배선을 인출할 수 있도록 상기 부착부에 설치된 컨넥터를 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 배기통로를 한정하는 배관은 착탈이 자유롭게 형성되고 또한 서로 연결 되는 복수의 배관으로 이루어지고,
    상기 복수의 배관은 접속단부에서, 직경방향외측으로 돌출함과 함께 서로 대향하는 차양형상의 플랜지부를 가지고,
    상기 가열유닛의 부착부는 씰부재를 거쳐 상기 플랜지부에 끼워져 지지되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 복수의 배관의 플랜지부들을 서로 연결하기 위한 클램프기구를 가지고,
    상기 클램프기구는 상기 플랜지부들을 서로 근접시키는 방향으로 누르도록 받아들이는 V자형의 단면을 이루는 홈을 가지는 복수의 클램프블록과, 상기 복수의 클램프블록을 연결하는 복수의 링크플레이트와, 인접하는 2 개의 상기 클램프블록을 체결하는 체결부재를 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 복수의 링크플레이트는 상기 클램프블록의 일측부들을 서로 연결하는 복수의 제 1 링크플레이트와, 상기 클램프블록의 타측부들을 서로 연결하는 복수의 제 2 링크플레이트를 포함하며,
    상기 제 1 링크플레이트 또는 제 2 링크플레이트중 적어도 하나의 링크플레이트는 상기 클램프블록에 대하여 고정 및 이탈이 자유롭게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.
  6. 처리챔버, 상기 처리챔버에 대하여 웨이퍼를 출입시키는 반송통로, 및 상기 처리챔버 내의 처리가스를 배출하는 배기통로의 어느 것의 내벽면을 가열하도록 착탈이 자유롭게 형성된 반도체 제조장치의 가열유닛으로서,
    박판형의 저항발열체와;
    상기 저항발열체를 끼워넣어서 덮음과 함께 상기 내벽면을 내측으로부터 면형상으로 덮도록, 또한 상기 처리챔버 또는 통로를 한정함과 함께 그 일부가 외부로 인출되도록 형성된 한 쌍의 금속판을 가지고,
    상기 한 쌍의 금속판의 테두리부는 외부로 인출되는 영역의 테두리부가 개방되고, 처리가스에 노출되는 영역의 테두리부는 스페이서에 의해 밀폐되어 있는 반도체 제조장치의 가열유닛.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 가열유닛은 상기 내벽면에 인접하여 배치되는 가열본체부와, 상기 가열본체부와 일체적으로 플랜지형상으로 또는 연장하여 형성된 부착부와, 상기 저항발열체에 전기를 통하게 하기 위한 배선 및 상기 저항발열체의 온도를 검출하는 온도센서의 배선을 인출할 수 있도록 상기 부착부에 설치된 컨넥터를 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치의 가열유닛.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 가열유닛은 상기 처리챔버의 내벽면에 인접하여 배치되는 챔버가열유닛을 포함하며,
    상기 챔버가열유닛은 상기 처리챔버의 측벽면에 인접하여 배치되는 통형상의 가열본체부 및 그 단부에 플랜지형상으로 설치된 부착부와, 상기 처리챔버의 저벽면에 대향하여 배치되는 원판형의 가열본체부 및 그 하면으로 연장하여 설치된 부착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치의 가열유닛.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 가열유닛은 상기 처리챔버의 내벽면에 인접하여 배치되는 챔버가열유닛을 포함하며,
    상기 챔버가열유닛은 저벽을 가지는 통형상의 가열본체부와, 상기 가열본체부의 개구단부에 플랜지형상으로 설치된 부착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치의 가열유닛.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 가열유닛은 상기 반송통로의 내벽면에 인접하여 배치되는 반송통로가열유닛을 포함하며,
    상기 반송통로가열유닛은 사각형 단면을 이루는 통형상의 가열본체부와, 상기 가열본체부에 플랜지형상으로 설치된 부착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치의 가열유닛.
  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 가열유닛은 상기 배기통로의 내벽면에 인접하여 배치되는 배기통로가열 유닛을 포함하며,
    상기 배기통로가열유닛은 통형상의 가열본체부와, 상기 가열본체부에 플랜지형상으로 설치된 부착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치의 가열유닛.
  12. 청구항 7에 있어서,
    상기 가열유닛은 만곡한 배기통로의 내벽면에 인접하여 배치되는 배기통로가열유닛을 포함하며,
    상기 배기통로가열유닛은 만곡한 통형상의 가열본체부와 상기 가열본체부에 플랜지형상으로 설치된 부착부를 포함하며,
    상기 가열본체부는 상기 만곡한 배기통로의 내측영역보다도 외측영역에 대하여 발열량이 많아지도록 형성되어 있는 반도체 제조장치의 가열유닛.
  13. 청구항 7에 있어서,
    상기 가열유닛은 상기 내벽면과의 사이에 단열용의 간극을 설치하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 것을 반도체 제조장치의 가열유닛.
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